專利名稱：縱橫制交換機,方法和用于控制其操作的程序的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及安裝在計算機上的，例如，用于圖像處理的縱橫制交換機，以及涉及與其有關的產(chǎn)品。
背景技術：
縱橫制交換機是用于在微處理器中以少量限制實現(xiàn)節(jié)點耦合的系統(tǒng)部件。典型的縱橫制交換機具有以二維網(wǎng)格形式排列的多條總線。交換機構(gòu)被布置在其中總線互相交叉的多個交叉點的每個交叉點(稱為“交點”)。在操作時，由某些總線部分與在節(jié)點進入線(用于輸入到每個節(jié)點的數(shù)據(jù)的總線)與節(jié)點外出線(用于從每個節(jié)點輸出的數(shù)據(jù)的總線)之間的交點的組合規(guī)定的數(shù)據(jù)路徑可以通過控制交點與交換機構(gòu)的連接/斷開而被選擇地交換。
縱橫制交換機的優(yōu)點在于防止數(shù)據(jù)之間沖突的優(yōu)越的無阻塞能力，以及它的相當簡單的結(jié)構(gòu)和控制。為此，它們被使用于許多數(shù)據(jù)處理設備。
眾所周知，傳統(tǒng)的縱橫制交換機結(jié)構(gòu)要求交換機構(gòu)的數(shù)目為節(jié)點數(shù)目的平方。而且，在并行連接的情形下，必須提供用于每條總線的，諸如輸入緩存器或判優(yōu)電路那樣的附加電路元件，用來避免在輸出線之間競爭的問題。為此，縱橫制交換機的尺寸很難減小。
例如，在用來交換256到1024個節(jié)點的配置的縱橫制交換機中，交點數(shù)目是64k點到1M點。如果并行總線的總線寬度是32比特，則交換機數(shù)目最大值是32M個單元。在小的面積上配置和安裝這樣的大規(guī)模系統(tǒng)按現(xiàn)在的處理法則是極其困難的。而且，對于縱橫制交換機的傳統(tǒng)的配置，不僅僅在數(shù)據(jù)路徑的轉(zhuǎn)換處理期間交換機控制隨著交換機數(shù)目增加而變得更加復雜，而且用于交換機控制的線的數(shù)目也快速增加。
本發(fā)明是為了解決上述的問題而作出的，本發(fā)明的目的是提供小的成本經(jīng)濟的縱橫制交換機，即使在交換機數(shù)目增加時，也不增加線的數(shù)目和在數(shù)據(jù)路徑的轉(zhuǎn)換處理期間不增加交換機控制的復雜性，以及提供與其有關的產(chǎn)品。

發(fā)明內(nèi)容
在由本發(fā)明提供的縱橫制交換機中，節(jié)點控制器被提供在多個級中互相級聯(lián)連接的多個節(jié)點的每個節(jié)點中，每個節(jié)點控制器具有輸入接口，從前一級中的節(jié)點處接收用于直接或間接規(guī)定其中存在目標節(jié)點控制器的相對位置的地址信息；交換機，確定接收的地址信息是否表示特定的數(shù)值，當確定表示特定的數(shù)值時，允許數(shù)據(jù)輸出到預定的數(shù)據(jù)輸出線，以及生成新的地址信息，其中接收的地址信息按照預定的法則進行改變；以及輸出接口，用于提供新的地址信息到以后級中的節(jié)點。
“預定的法則”在這里例如是指一種法則，按照這一法則，每次經(jīng)過一個節(jié)點時，由地址信息表示的數(shù)值以固定的間隔更接近于特定的數(shù)值，以及該數(shù)值在特定的數(shù)值達到后被看作為對于所提到的節(jié)點線是無用的。
通過縱橫制交換機的上述的配置，提供地址信息使得相應的節(jié)點控制器自主地引導數(shù)據(jù)輸出到數(shù)據(jù)輸出線。
諸如循環(huán)的數(shù)字數(shù)據(jù)那樣的數(shù)據(jù)可被使用于上述的地址信息。在這種情形下，上述的輸出接口通過在同一個改變方向上增加或減小數(shù)字數(shù)據(jù)一個預定的數(shù)值而生成上述的新的地址信息。使用數(shù)字數(shù)據(jù)便于對于地址信息是否代表特定的數(shù)值作出決定。
再者，地址信息也可以是包括開始比特和結(jié)尾比特的串行數(shù)據(jù)。使用串行數(shù)據(jù)的優(yōu)點在于，數(shù)據(jù)線可被縮短，以及引入開始比特和結(jié)尾比特使得規(guī)定數(shù)字數(shù)據(jù)更簡單。
縱橫制交換機可以是具有多條節(jié)點線的縱橫制交換機，每條節(jié)點線包含多個級的上述的節(jié)點，也是可以得到的。在這種情形下，在每條節(jié)點線上的節(jié)點控制器可以與其它節(jié)點線上的節(jié)點控制器異步地操作，或可以與其它節(jié)點線上的節(jié)點控制器--至少與它并行操作的那些節(jié)點控制器--按同一個時鐘時序操作。第一種情形的優(yōu)點在于，易于實行交換機控制或交換機控制被簡化，以及后一種情形的優(yōu)點在于，在節(jié)點之間的數(shù)據(jù)傳輸?shù)难訒r差被消除。
多個級的每個節(jié)點是與預定的數(shù)據(jù)存儲器的輸出地址一一對應的，以及每個節(jié)點控制器的交換機在它的操作期間可以經(jīng)由與相應的節(jié)點有關的輸出地址把從數(shù)據(jù)存儲器接收到的數(shù)據(jù)提供到數(shù)據(jù)輸出線。在這種情形下，想要的數(shù)據(jù)是僅僅通過提供地址信息從數(shù)據(jù)存儲器產(chǎn)生的。
在包括多條節(jié)點線的縱橫制交換機中，每條節(jié)點線包含多個級的節(jié)點，其中在每條節(jié)點線上的節(jié)點控制器與其它節(jié)點線上的節(jié)點控制器--至少與其并行地操作的那些節(jié)點控制器--同步地(按相同的時鐘時序)操作，可以建立第一路徑和第二路徑，第一路徑用于把來自前一級的節(jié)點的數(shù)據(jù)提供到在每條節(jié)點線上各個節(jié)點控制器以及用于把數(shù)據(jù)提供到在其它的節(jié)點線的以后級的節(jié)點，第二路徑用于提供來自前一級的節(jié)點的地址信息以及用于把新的地址信息提供到在同一條節(jié)點線的以后級的節(jié)點。
在這樣的配置的縱橫制交換機中，可以增加可被交換的數(shù)據(jù)路徑的數(shù)目。
在具有如上規(guī)定的第一路徑和第二路徑的上述的縱橫制交換機中，節(jié)點控制器可被安排為在最多條節(jié)點線上的行-列矩陣，第二路徑可被規(guī)定為在每條節(jié)點線的列方向，以及第一路徑可被規(guī)定為在前一級的節(jié)點控制器的輸出端與相對于這個節(jié)點控制器以及在不同的列中在下一個級中存在的節(jié)點控制器的輸入端之間。
這種把節(jié)點控制器排列成行-列矩陣使得有可能將縱橫制交換機的結(jié)構(gòu)標準化以及易于實行多級連接。
在其中節(jié)點控制器被排列成行-列矩陣的上述的縱橫制交換機中，在多級連接期間的數(shù)據(jù)延時量可以通過在每個節(jié)點控制器在第一路徑和第二路徑中提供相同的或幾乎相同的節(jié)點長度而被減小。
被安排在同一個行方向上的至少所有的節(jié)點控制器可以按照用來確定同一個操作時序的時鐘信號被操作。在這樣的情形下，即使當每行的節(jié)點線異步地操作時，數(shù)據(jù)可以從它的輸出端被同時產(chǎn)生。
第一路徑例如被規(guī)定為在前一級的節(jié)點控制器的輸出端與相對于這個節(jié)點控制器以及在相鄰的列中在下一個級中存在的節(jié)點控制器的輸入端之間。
替換地，例如整個第一路徑或第一路徑的一部分被規(guī)定為在前一級的節(jié)點控制器的輸出端與相對于這個節(jié)點控制器以及在由來自這個節(jié)點控制器的多個列分開的位置中在下一個級中存在的節(jié)點控制器的輸入端之間。在這種情形下，與位于列方向上最末端位置的節(jié)點控制器有關的第一路徑被規(guī)定為在各個節(jié)點控制器的輸出端與在下一個級中位于相鄰的位置的節(jié)點控制器的輸入端之間。
按照另一方面的縱橫制交換機包括在多條節(jié)點線的每個輸入端處提供的地址信息生成裝置，地址信息生成裝置用來根據(jù)在識別其上存在有地址信息生成裝置的節(jié)點線時使用的第一線識別數(shù)據(jù)和在識別打算用來接收從在其上存在有地址信息生成裝置的線上在上一級的一個節(jié)點中的交換機提供的數(shù)據(jù)的節(jié)點線時使用的第二線識別數(shù)據(jù)生成地址信息。
通過這樣的地址信息生成裝置，任何節(jié)點線可被指定用于數(shù)據(jù)輸出。
按照本發(fā)明的縱橫制交換機可以容納在可被安裝在計算機上的封裝中。在這種情形下，在以上提到的用于連接用來保持要被提供到所討論的輸入端的數(shù)據(jù)的第一設備的多條節(jié)點線的輸入端處提供接口部件以及在以上提到的用于連接具有與節(jié)點線一一對應的操作流水線的第二設備的多條節(jié)點線的輸出端處提供不同的接口部件，便于實現(xiàn)與這些設備的連接。
而且，提供用于連接同一個配置的另一個縱橫制交換機的多條節(jié)點線到多條節(jié)點線的輸入端和/或輸出端的接口部件便于實現(xiàn)進一步的尺度擴展。
本發(fā)明還提供用于縱橫制交換機的操作控制的方法。
這個方法是用于縱橫制交換機的操作控制的方法，縱橫制交換機包括在多個級中互相級聯(lián)的節(jié)點和要產(chǎn)生的數(shù)據(jù)借以流動的多條節(jié)點線，每個節(jié)點具有節(jié)點控制器，方法包括以下步驟從其上要產(chǎn)生數(shù)據(jù)的節(jié)點線的識別信息和代表要被啟動的節(jié)點控制器的相對位置的信息生成地址信息和把這個地址信息提供到目標節(jié)點線上初始級的節(jié)點；由在地址信息被提供到的節(jié)點線的每個節(jié)點中存在的各個節(jié)點控制器確定接收的地址信息是否表示特定的數(shù)值；當確定表示特定的數(shù)值時產(chǎn)生呈現(xiàn)在相應的節(jié)點線上的數(shù)據(jù)和通過改變接收的地址信息一個預定的數(shù)值而生成新的地址信息；以及把這個新的地址信息提供到以后級的節(jié)點。
通過這個方法，相應的節(jié)點控制器僅僅通過提供地址信息而自主地引導數(shù)據(jù)輸出。所以，縱橫制交換機可以以簡易的方式對于每條節(jié)點線進行控制。
本發(fā)明也提供計算機程序，用于通過與計算機的硬件資源共同作用進行縱橫制交換機的操作控制。
這個程序是用于縱橫制交換機的操作控制的程序，縱橫制交換機包括在多個級中互相級聯(lián)的節(jié)點和要產(chǎn)生的數(shù)據(jù)借以流動的多條節(jié)點線，每個節(jié)點具有節(jié)點控制器，其上安裝有縱橫制交換機的計算機執(zhí)行該程序以使得每個節(jié)點控制器進行(1)接收用于直接或間接規(guī)定其中存在目標節(jié)點控制器的相對位置的地址信息；(2)確定接收的地址信息是否表示特定的數(shù)值和當確定表示特定的數(shù)值時產(chǎn)生呈現(xiàn)在各個的節(jié)點線上的數(shù)據(jù)；以及(3)通過把接收的地址信息改變預定的數(shù)值而生成新的地址信息和把這個新的地址信息提供到以后級的節(jié)點。


圖1是顯示其中采用本發(fā)明的圖像呈現(xiàn)設備的基本部件的結(jié)構(gòu)圖；圖2是按照本發(fā)明的第一實施例的縱橫制交換機的內(nèi)部部分的結(jié)構(gòu)圖；圖3是按照本發(fā)明的第一實施例的交換機電路的結(jié)構(gòu)圖；圖4是顯示第一實施例的縱橫制交換機的操作控制程序過程的流程圖；圖5是顯示交點交換的說明圖；圖6是按照本發(fā)明的第二實施例的縱橫制交換機的內(nèi)部部分的結(jié)構(gòu)圖；圖7是按照第二實施例的交換電路的結(jié)構(gòu)圖；圖8是顯示縱橫制交換機的操作(交點控制階段)的圖；圖9是顯示縱橫制交換機的操作(交點控制階段)的圖；圖10是顯示縱橫制交換機的操作(交點控制階段)的圖；圖11是顯示縱橫制交換機的操作(交點控制階段)的圖；圖12是顯示縱橫制交換機的操作(交點控制階段)的圖；圖13是顯示縱橫制交換機的操作(交點控制階段)的圖；圖14是顯示縱橫制交換機的操作(交點控制階段)的圖；圖15是顯示縱橫制交換機的操作(交點控制階段)的圖；圖16是顯示縱橫制交換機的操作(交點控制階段)的圖；圖17是顯示縱橫制交換機的操作(交點控制階段)的圖；圖18是顯示縱橫制交換機的操作(交點控制階段)的圖；圖19是顯示縱橫制交換機的操作(數(shù)據(jù)傳送階段)的圖；圖20是顯示縱橫制交換機的操作(數(shù)據(jù)傳送階段)的圖；圖21是顯示縱橫制交換機的操作(數(shù)據(jù)傳送階段)的圖；圖22是顯示其中完成數(shù)據(jù)傳送控制的狀態(tài)中的路徑的圖；
圖23是顯示縱橫制交換機的典型操作狀態(tài)的示意圖；圖24是顯示多播系統(tǒng)的操作狀態(tài)的示意圖；圖25是顯示廣播系統(tǒng)的操作狀態(tài)的示意圖；以及圖26是顯示縱橫制交換機的修正例子的內(nèi)部的結(jié)構(gòu)圖。
具體實施例方式
<第一實施例>
本發(fā)明的縱橫制交換機例如可被應用于在處理用于圖像呈現(xiàn)的大量數(shù)據(jù)的圖像呈現(xiàn)設備中存儲器與處理器之間的數(shù)據(jù)傳送控制。
下面描述與這種情形有關的實施例。
首先，描述其中采用本發(fā)明的圖像呈現(xiàn)設備。
圖1是顯示這種圖像呈現(xiàn)設備的基本部件的結(jié)構(gòu)圖。為了提供對于圖像呈現(xiàn)處理所必須的數(shù)據(jù)，圖像呈現(xiàn)設備包括緩存器(存儲器緩存器)1，作為半導體器件的例子；具有串行操作流水線的像素流水線處理器2；以及經(jīng)由接口部件被連接在緩存器1和像素流水線處理器2之間的縱橫制交換機3。
緩存器1是用來存儲要被發(fā)送到縱橫制交換機的上述數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)存儲器。在本實施例中，作為例子，存儲諸如CLUT(顏色查找表)的數(shù)據(jù)和用于通過映射在多邊形上生成整個顏色和圖案的紋理。CLUT包括用于三種基本顏色--R(紅)、G(綠)、和B(藍)--的表以及α數(shù)值表。用于三種基本顏色--R，G，B--的表被使用于確定紋理的每個像素的顏色，以及α數(shù)值是用于當紋理被映射時，確定對于每個像素的圖像的混合(α混合)比值的系數(shù)值，即，代表半透明性的系數(shù)值。用于從CLUT(用于規(guī)定CLUT中的表號的數(shù)值)采集三種基本顏色R，G，B的指數(shù)對于由紋理的XY坐標表示的每個像素被規(guī)定。
像素流水線處理器2進行從緩存器1讀出數(shù)據(jù)以及也進行紋理映射，Z坐標比較，以及通過流水線系統(tǒng)的像素數(shù)值計算。
像素流水線處理器2也進行提取圖像亮度邊緣的處理，按照紋理指數(shù)從CLUT采集用于三種基本顏色R，G，B的數(shù)據(jù)和設置每個像素的顏色的處理，以及通過使用在G平面上每個像素的字節(jié)數(shù)值作為指數(shù)而使用從CLUT采集的α數(shù)值(分級的α數(shù)值)的α混合處理。而且，像素流水線處理器2進行諸如剪切、挖溝、和顏色箝位那樣的處理。剪切是用于刪除超出屏幕以外的數(shù)據(jù)的處理技術，挖溝是用于引入用小的顏色調(diào)色板表示大量顏色的顏色安排的處理技術，以及顏色箝位是在顏色計算期間采用的用于限制其數(shù)值以使得它不超過255或不變成小于0的處理技術。
通過在像素流水線處理器2中進行上述的處理而得到的數(shù)據(jù)被存儲在幀緩存器(圖上未示出)，然后被變換成在二維監(jiān)視器屏幕上呈現(xiàn)的幀數(shù)據(jù)(二維圖像數(shù)據(jù))。這些幀數(shù)據(jù)然后從幀緩存器被讀出，從輸出端產(chǎn)生，以及被發(fā)送到二維監(jiān)視單元。
下面對于圖2到5描述縱橫制交換機3的配置及其操作。
縱橫制交換機3被容納在可被安裝在用于實施圖像呈現(xiàn)設備的計算機上的封裝中。如圖2所示，縱橫制交換機具有按網(wǎng)格形狀排列的多條串行總線4。當圖像呈現(xiàn)處理在圖像呈現(xiàn)設備中進行時，縱橫制交換機3的操作由被包括在圖像呈現(xiàn)設備中的控制器(圖上未示出)控制。這個控制器具有通過用處理器執(zhí)行預定的程序而進行縱橫制交換機3的操作控制和圖像呈現(xiàn)處理的功能。
串行總線4被劃分成兩個組穿過節(jié)點輸入端的串行總線(在本實施例中，這些總線被稱為“節(jié)點進入線”)和穿過節(jié)點輸出端的串行總線(在本實施例中，這些總線被稱為“節(jié)點外出線”)。在其中輸入和節(jié)點外出線互相相交的交點(即，節(jié)點)處提供諸如交換機電路5的節(jié)點控制器。節(jié)點控制器是用來切換在輸入和節(jié)點外出線之間的連接/斷開連接。
所有的節(jié)點進入線經(jīng)由接口部件以一一對應的關系連接到緩存器1的輸出地址，以及節(jié)點外出線經(jīng)由接口部件連接到像素流水線處理器2。
一個交換機電路5相對于任何其它交換機電路的位置的相對位置可以通過判斷事先調(diào)節(jié)而被確定在節(jié)點外出線上。為了方便起見，在本技術說明書中，表示各個交換機電路5的相對位置的信息將被稱為交換機電路5的“地址”。而且，用于直接或間接規(guī)定用于連接節(jié)點進入線和節(jié)點外出線的一個交換機電路5的地址的指定地址信息將被稱為“指定地址”。
在本發(fā)明中使用的地址是在節(jié)點外出線上節(jié)點的數(shù)目，也就是，表示交點數(shù)目的數(shù)字值的比特(數(shù)字數(shù)據(jù))，以及進行循環(huán)，以使得在節(jié)點外出線的地址輸入端到數(shù)據(jù)輸出端的方向上每次經(jīng)過一個交點減小一個比特，以及在取得特定的數(shù)值--例如零數(shù)值--的時刻，它假設為最大值，例如當交點數(shù)目是8時，它是3，2，1，0，7，6，5，4。
而且，循環(huán)的字符串數(shù)據(jù)，諸如A，B，C，…，Z，A…，也可被用作為地址，而代替用表示數(shù)字值的比特。每次穿過交點時這個字符串數(shù)據(jù)改變一個字符，以及在假設為特定的數(shù)值(由一個字符代表的數(shù)值)時返回到初始值。
接著，對于圖5描述地址的例子。如圖5所示，當256個節(jié)點進入線被提供以使得256比特的數(shù)據(jù)達到節(jié)點外出線的輸出端時，256個不同的數(shù)字數(shù)據(jù)(“255”到“0”)被使用于地址。換句話說，它被減小1比特，在“0”后面的地址是“255”，以及下一級地址是“254”…等等。
地址選擇電路6被連接到節(jié)點外出線的地址輸入端。地址選擇電路6產(chǎn)生指定地址。
時鐘線7a被安排成平行于每條節(jié)點線，傳送從控制器的時鐘信號源(未示出)提供的公共時鐘信號。
配置是使得在時鐘線7a上的時鐘信號傳送到中繼器8，類似于節(jié)點線。所以，每個交換機電路5通過參考時鐘線7a的時鐘信號與其它交換機電路同時操作，由此使得有可能減小在節(jié)點(交換機電路)之間傳播的數(shù)據(jù)的延時差。而且，不必考慮在節(jié)點之間的傳播延時(偏斜)，以及可以放松例如中繼器8的插入限制。
用于把從緩存器1讀出的并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成串行數(shù)據(jù)的并行/串行轉(zhuǎn)換電路9被連接在縱橫制交換機3的輸入端口與接口部件之間，以及用于把串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成并行數(shù)據(jù)的串行/并行轉(zhuǎn)換電路10被連接在輸出端與接口部件之間。并行/串行轉(zhuǎn)換電路9被組成為使得操作的時序可以通過參考在時鐘線7b上的時鐘信號而被調(diào)節(jié)。
時鐘線7b可以發(fā)送與時鐘線7a共享的時鐘信號，但它也可以發(fā)送不同的時鐘信號。
當緩存器1與像素流水線處理器2被配置成允許輸入和輸出串行數(shù)據(jù)時，并行/串行轉(zhuǎn)換電路9和串行/并行轉(zhuǎn)換電路10成為不必要的。具體地，當像素流水線處理器2包括串行操作流水線時，這二者可以僅僅通過提供在串行操作流水線的輸入端與縱橫制交換機3的每個串行總線的輸出端之間的一一對應關系而被連線連接。所以，連線連接可以容易實行。
交換機電路5包括用于接收從節(jié)點外出線的前一級(交換機電路)的節(jié)點發(fā)送的指定地址的輸入接口；允許節(jié)點進入線的數(shù)據(jù)輸出到節(jié)點外出線和通過每次穿過一個交點時減小接收的指定的地址而生成新的指定的地址，而同時通過當接收的指定的地址表示特定的數(shù)值(例如，“0”)時連接節(jié)點進入線和節(jié)點外出線以及交換數(shù)據(jù)路徑而遵循預定的法則，例如，保持循環(huán)序列的功能塊；以及用于把新的指定地址發(fā)送到以后級的節(jié)點的輸出接口。如上所述，交換數(shù)據(jù)路徑和生成新的指定地址是在各個交換機電路5中自主地執(zhí)行的。
指定地址的接收，數(shù)據(jù)路徑的交換，新的指定地址的生成，以及新的指定的地址的輸出可以通過邏輯電路和軟件的共同作用而進行，但也可以只用如圖3所示的邏輯電路以更簡單的方式進行。
在圖3上作為例子顯示的交換機電路5包括減量電路11，用于把經(jīng)由如在節(jié)點外出線中的多個級聯(lián)連接的節(jié)點接收的串行進位比特減量一個比特；邏輯或門電路12，用來保持所有的地址比特；邏輯與門電路13，當?shù)刂繁忍爻蔀椤?”時，產(chǎn)生選擇器信號；以及連接交換電路14，用于根據(jù)選擇器信號的輸出電平交換節(jié)點進入線和節(jié)點外出線的連接/斷接。
交換機電路5可以通過檢測它剛接收的地址比特是“0”而認出它本身是被指定的。所以，優(yōu)點在于目標交換機電路5的指定可被大大地簡化。
在本實施例的縱橫制交換機3中，時鐘線7a并行連線到節(jié)點進入線和節(jié)點外出線，以及每個交換機電路5參考在時鐘線7a上傳播的公共時鐘信號，減小在節(jié)點(交換機電路)之間傳播的數(shù)據(jù)的延時差。這是用于解決上述的問題的措施之一。
通過這樣的配置，在節(jié)點中易于建立數(shù)據(jù)同步，不必考慮在節(jié)點之間的傳播延時(偏斜)，以及可以放松例如中繼器8的插入限制。
下面對于其中進行從緩存器1到像素流水線處理器2的數(shù)據(jù)傳送的情形，描述用于操作控制縱橫制交換機3的方法。
在這個方法中，上述的圖像呈現(xiàn)設備的控制器基本上起到引導的作用，但也可以在控制器的控制下例如借助于像素流水線處理器2被實施。
下面概述操作控制方法的主要特征。
因此，控制器傳遞指定的地址作為來自任何節(jié)點外出線的輸入端的串行數(shù)據(jù)。指定地址是代表來自節(jié)點外出線的輸入端的交換機電路的串行號的數(shù)字數(shù)據(jù)。換句話說，指定地址代表按來自節(jié)點外出線的輸入端的交換機電路的串行次序的目標交換機電路5所處的地方。當接收指定地址時，自主地作出關于接收的指定地址在所提到的節(jié)點外出線的每個交換機電路5中是否為“0”的決定。如果表示零數(shù)值，則在節(jié)點進入線上的數(shù)據(jù)被接收以及被傳送到節(jié)點外出線上以后級的節(jié)點。而且，通過從接收的指定地址中減去“1”而生成新的指定地址，以及這個新的指定地址作為串行數(shù)據(jù)被提供到下一個級的節(jié)點。
圖4是有關由控制器實施上述的操作控制的交換機電路5的處理流程圖。
<步驟S1>
控制器把指定地址提供到具有目標交換機電路5的節(jié)點外出線的地址選擇電路6，以及這個地址選擇電路6把指定地址初始化，并用1比特把它提供到節(jié)點外出線。
<步驟S2>
減量電路11將地址比特的最低位(首先要接收的地址比特)減量以及確定要被提供到以后級的節(jié)點的新的指定地址的數(shù)值(地址比特)。當在減量期間地址比特是“0”時，會發(fā)生秩數(shù)下降(進位下降)。所以，下一個地址比特也被減量。
在這個處理過程期間，邏輯或門電路12把來自前一級的節(jié)點的地址比特保存在預定的存儲器區(qū)域。
<步驟S3>
邏輯與門電路13確定地址比特的輸出是否結(jié)束。如果已結(jié)束，則處理流程進到步驟S4，如果沒有結(jié)束，則處理流程回到步驟S1。
<步驟S4>
邏輯與門電路13確定地址比特的和值是否為“0”。如果地址比特的和值為“0”，則處理流程進到步驟S5。
<步驟S5>
交換機電路5的邏輯與門電路13斷言選擇器信號。連接交換電路14然后按照選擇器信號連接節(jié)點進入線和節(jié)點外出線。
圖5顯示這個處理過程的圖案。因此進行從節(jié)點進入線到節(jié)點外出線的數(shù)據(jù)傳送。
一旦數(shù)據(jù)傳送結(jié)束，控制處理過程就結(jié)束。
從緩沖器1到像素流水線處理器2的數(shù)據(jù)傳送是通過所有的交換機電路5自主執(zhí)行上述的控制處理過程而適當?shù)貙嵭械摹２捎眠@樣的操作控制方法使得有可能共享數(shù)據(jù)引入線和用于交點交換(數(shù)據(jù)傳送)的控制線，以及大大地減小所使用的總線的數(shù)目。
在本實施例的縱橫制交換機3中，節(jié)點進入線和節(jié)點外出線由串行總線組成。當指定地址被提供到節(jié)點外出線時，其指定地址變?yōu)椤?”的交換機電路5自主地進行交點交換(數(shù)據(jù)傳送)。結(jié)果，與并行類型的縱橫制交換機相比較，線的數(shù)目可以大大地減小以及尺寸可以減小。而且，由于過渡到串行總線所引起的性能惡化可被抑制。
而且，因為各個節(jié)點進入線與其它節(jié)點進入線無關地傳送指定地址，各個節(jié)點外出線也與其它節(jié)點外出線無關地傳送指定地址。所以，在節(jié)點線之間的異步傳送也成為有可能的，以及即使當節(jié)點線、節(jié)點、和交點的數(shù)目很大時，它們的控制也不會變得很復雜。
每個交換機電路5可以按照與用來確定在至少與其并行地操作的其它節(jié)點線上的交換機電路5的操作時序的時鐘信號相同的時鐘信號來操作。所以，可以減小在節(jié)點之間的數(shù)據(jù)傳送延時。
本實施例的縱橫制交換機3的另一個優(yōu)點在于，因為交點交換是僅僅通過把指定地址提供到想要的節(jié)點外出線而實行的，有關數(shù)據(jù)路徑交換的外部操作控制變?yōu)椴槐匾模约安僮骺刂票旧肀缓喕?br> 在以上提供的說明中，考慮了其中縱橫制交換機3的操作控制主要由圖像呈現(xiàn)設備的控制器進行的例子。然而，縱橫制交換機的操作控制也可以基于其上安裝有縱橫制交換機的，但與圖像呈現(xiàn)設備無關地存在的計算機與被記錄在計算機可執(zhí)行的記錄媒體上的控制處理程序的共同作用被執(zhí)行。
因此，通過把其上記錄有操作控制程序的記錄媒體適合于計算機，把操作控制程序裝載到計算機的貯存單元，以及用計算機處理器讀出和執(zhí)行操作控制程序，操作控制可以按照圖4顯示的程序過程被實行。記錄媒體的例子包括可以記錄程序的計算機可執(zhí)行的記錄媒體，諸如半導體存儲器單元、磁盤、光盤、光磁盤、和磁帶。
<第二實施例>
下面描述可以適于多級流水線的縱橫制交換機的實施例。
這個實施例的縱橫制交換機包括多條節(jié)點線，用于把串行數(shù)據(jù)從輸入端傳送到縱橫制交換機的輸出端。每條節(jié)點線具有被連接到它的多個節(jié)點控制器，所有的都相等地間隔開。
在本實施例中涉及的節(jié)點線是為了使得說明與第一實施例的說明相兼容為方便而提供的概念上的線。在本實施例中，類似于第一實施例，把節(jié)點控制器稱為“交換機電路”。
圖6顯示本實施例的縱橫制交換機的具體的結(jié)構(gòu)部件以及概述其操作。本實施例的縱橫制交換機包括用作為地址信息生成裝置的例子的地址初始化單元20，和用于進行數(shù)據(jù)路徑交換的路徑交換單元21。
在這里考慮的縱橫制交換機的例子中，在路徑交換單元21中的交換機電路(圖6上用矩形表示)被安排成形成8×8矩陣。
本實施例的縱橫制交換機與第一實施例的縱橫制交換機3之間的差別在于，第一路徑和第二路徑被規(guī)定在級聯(lián)連接的節(jié)點之間和第一路徑被規(guī)定為相對于第二路徑成一個角度，以及要傳送的數(shù)據(jù)所經(jīng)過的節(jié)點的數(shù)目。所謂“成一個角度”是指第一路徑把在第一級中的第一交換機電路連接到在與第一級相鄰的第二級中的第二交換機電路，以及第二交換機電路是不同于被連接到感興趣的第一交換機電路的交換機電路(在同一個第二級)，雖然在縱橫制交換機中的第二路徑具有被排列為矩陣的交換機電路?？v橫制交換機的矩陣樣的排列要求第一路徑被規(guī)定為相對于第二路徑成一個角度。應當指出，第一路徑不必相對于第二路徑“傾斜”。在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以預期，第一路徑可被規(guī)定為平行于第二路徑，正如圖6所示的情形。在本實施例中的交換機電路可以類似于第一實施例的交換機電路3，或它們可以具有不同的配置，如下面描述的。
被規(guī)定為成一個角度的第一路徑是數(shù)據(jù)借以從每個輸入端流到特別的端的路徑，這樣數(shù)據(jù)可以以與第一實施例相同的方式被發(fā)送到所有的輸出端。這個第一路徑把一個交換機電路的輸出端連接到位于與前一個交換機電路不同的列中在下一個級中的另一個交換機電路的輸入端。在如圖6所示的例子中，第一路徑把交換機電路的輸出端連接在下一個級中每隔一列的另一個交換機電路的輸入端，以及當達到特別的列處的節(jié)點時，第一路徑進到處在下一個級的相鄰的列中的交換機電路的輸入端。這樣的設置使得有可能減小數(shù)據(jù)傳輸延時差。
另一方面，第二路徑是指定地址借以從前一個級中的節(jié)點(在同一列)流動的路徑。第二路徑被規(guī)定為沿著節(jié)點線。
這個縱橫制交換機在被包容在可被安裝在計算機的封裝的能力、通過各個指定地址直接或間接規(guī)定每個交換機電路的能力、和用例如圖像呈現(xiàn)設備的控制器控制其操作的能力方面是與第一實施例的縱橫制交換機3相同的。
在本實施例中，每條節(jié)點線是用線號與其它節(jié)點線區(qū)分的，以及指定地址用二進制地址比特表示。
為了簡化下面提供的說明，假設線號和指定地址每個用三個比特表示，但這個數(shù)字值僅僅是說明性的，以及這個例子不應當被看作為限制。
圖6所示的地址初始化單元20產(chǎn)生用于第一(初始)級中每個交換機電路的指定地址。指定地址被使用來指定要連接到第一級中相應的交換機電路的目標交換機電路。指定地址可以是數(shù)字數(shù)據(jù)，例如表示目標交換機電路以與第一實施例相同的方式按第一級中交換機電路的串行次序所處在的地方。在每次經(jīng)過一個節(jié)點時，這個地址被減量“1”，產(chǎn)生新的指定地址。因此，目標交換機電路被提供以“0”，作為來自連接到它的前一個級中交換機電路的它本身的指定地址。通過這些指定地址，每個交換機電路自主地確定它接收的指定地址是否為“0”。當指定地址表示“0”時，在被連接到這個交換機電路(由指定地址規(guī)定的交換機電路)的第一路徑是從在以后級一側(cè)的節(jié)點線產(chǎn)生的。
在圖6上給出的例子中，顯示了其中有關從線#6的輸出端被提供到線#7的數(shù)據(jù)傳遞的指定地址被設置為“001”的情形。這個指定地址經(jīng)由第二路徑被發(fā)送到初始交換機電路。
在本實施例中使用的交換機電路的具體的配置被顯示于圖7。
因此，在交換機電路50中，串行數(shù)據(jù)“a”從用作為輸入接口的例子的第一路徑輸入端INa被發(fā)送。串行數(shù)據(jù)“b”從用作為輸入接口的例子的第二路徑輸入端INb被發(fā)送。數(shù)據(jù)“c”是通過減量電路502將串行數(shù)據(jù)“b”減量而得到的。選擇器501選擇地傳送串行數(shù)據(jù)“a”，“b”，和“c”到用作為輸出接口的例子的第一和第二路徑輸出端OUTa和OUTb。
減量電路502配備有進位電路503，以及配置是使得進位比特的邏輯電平(“0”/“1”)被給定到減量電路502的輸入端和選擇器501。進位電路503由以后描述的控制開始比特復位。
選擇器501和進位電路503也配備有從外部控制器產(chǎn)生的階段數(shù)據(jù)。階段數(shù)據(jù)用來形成交點控制階段和數(shù)據(jù)傳送階段，以及被提供為“0”或“1”。當階段數(shù)據(jù)是“0”時，它是用于地址引入的交點控制階段，以及當階段數(shù)據(jù)是“1”時，它是用于數(shù)據(jù)引入的數(shù)據(jù)傳送階段。同一個階段數(shù)據(jù)被引入到每個行(級)中所有的交換機電路的選擇器501和進位電路503中。一旦所有的地址比特都已經(jīng)過，就從階段數(shù)據(jù)“0”轉(zhuǎn)移到階段數(shù)據(jù)“1”。另一方面，從階段數(shù)據(jù)“1”到階段數(shù)據(jù)“0”的轉(zhuǎn)移是根據(jù)來自控制器的指令。例如，當某條節(jié)點線的輸入端與另一條節(jié)點線的輸出端經(jīng)由第一路徑被連接和必須改變其它輸入端和輸出端的連接關系時，這可以通過把階段數(shù)據(jù)從控制器提供到相應的交換機電路的進位電路503和選擇器501而被實施。
當階段數(shù)據(jù)是“0”時，進位電路503發(fā)送進位比特以及當階段數(shù)據(jù)是“1”時，進位電路503保持進位比特。在階段交換期間，進位比特是重要的比特，如下面描述的。因此，其中階段數(shù)據(jù)是“1”以及進位比特也是“1”的情形代表其中給定的指定地址是“0”的狀態(tài)，也就是，所討論的交換機電路在交點控制階段被指定。
選擇器501按照預定的法則進行串行數(shù)據(jù)選擇。
例如，當階段數(shù)據(jù)是“0”時，從減量電路502提供的數(shù)據(jù)“c是通過第二路徑輸出端OUTb產(chǎn)生的。
當階段數(shù)據(jù)是“1”和進位比特是“0”時，第一路徑輸入端INa被鏈接到第一路徑輸出端OUTa，以及第二路徑輸入端INb被鏈接到第二路徑輸出端OUTb。當階段數(shù)據(jù)是“1”和進位比特是“1”時，第一路徑輸入端INa被鏈接到第一路徑輸出端OUTa，以及第一路徑輸入端INa被鏈接到第二路徑輸出端OUTb。
更具體地，當階段數(shù)據(jù)是“1”時，每個交換機電路總是通過它們的第一路徑輸出端OUTa產(chǎn)生與在它們的第一路徑輸入端INa從被連接到它們的前一級中的交換機電路接收的比特值相同的比特值，而不管進位比特的數(shù)值。從交換機電路通過第二路徑輸出端OUTb離開的比特值，當進位比特是“0”時，是與在它們的第二路徑輸入端INb處接收的比特值相同的比特值，或者當進位比特是“1”時，是與在它們的第一路徑輸入端INa處接收的比特值相同的比特值。
如上所述，當每條節(jié)點線的輸入端與另一條節(jié)點線的輸出端經(jīng)由第一路徑互相連接以及必須改變其它輸入端與輸出端的連接關系時，也就是，當必須改變用于某條節(jié)點線的輸出數(shù)據(jù)(再次傳送地址)時，如果階段數(shù)據(jù)是“0”，第一路徑輸入端INa被鏈接到第一路徑輸出端OUTa，以及減去增量電路502的輸出端(第二路徑輸入端INb)被鏈接到第二路徑輸出端OUTb。
用于上述的復位的控制開始比特和階段數(shù)據(jù)被提供為作為來自控制器的命令序列的“指令陣列”。而且，在下面描述的說明中，按圖7所示組成的節(jié)點控制器代表交換機電路50，以使得說明與第一實施例的說明兼容。
<縱橫制交換機的操作控制方法>
下面對于圖6和圖8到25描述在本實施例中縱橫制交換機的操作如何被控制。
這個方法主要由圖像呈現(xiàn)設備實施，但如上所述，它也可以通過與圖像呈現(xiàn)設備無關的計算機與程序的共同作用被實施。
這里，假設有8個不同的數(shù)據(jù)(數(shù)據(jù)#0到數(shù)據(jù)#7)，如圖6的上部顯示的，以及這些數(shù)據(jù)通過由線號(線#0到線#7)表示的任一條節(jié)點線的離開路徑交換單元21，如圖6的下部顯示的。
在本實施例中，數(shù)據(jù)#0到數(shù)據(jù)#7分別通過線#0到線#7被提供到縱橫制交換機。數(shù)據(jù)通過線#0離開路徑交換單元21的最后一級中的交換機電路。同樣地，數(shù)據(jù)#6，#1，#3，#4，#5，#7，和#4分別通過線1，2，3，4，5，6，和7離開最后一級中的交換機電路。
在以下的說明中，線號也由“n”表示，其中“n”是在0與7之間的整數(shù)，兩個端值都包括在內(nèi)(0≤n≤7)。經(jīng)由地址初始化單元引導到第一級的交換機電路的線，在這里被稱為供應線，數(shù)據(jù)#0到數(shù)據(jù)#7通這些線流到這些交換機電路。與地址初始化單元(AINI-1到AINI-7)有關的線號等同于指定給由各個地址初始化單元接收的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)號，以及線號“n”等于數(shù)據(jù)號。例如，用于數(shù)據(jù)#5的供應線通過使用“5”的數(shù)據(jù)號被指定為線#5。
從最后級中的交換機電路引出的線，在這里被稱為“目的地線”，數(shù)據(jù)n通過這些線離開縱橫制交換機。如上所述，被提供到線#4的數(shù)據(jù)#4通過線#4，#7，和#0離開縱橫制交換機。因此，用于數(shù)據(jù)#4的目的地線是線#4，#7，和#0。
相反，數(shù)據(jù)#2沒有在任何線上產(chǎn)生。這意味著，沒有線被用作為用于數(shù)據(jù)#2的目的地線。
而且，通過線#n離開路徑交換單元21的最后一級中的交換機電路的數(shù)據(jù)在這里被稱為“線-n輸出數(shù)據(jù)”。例如，如圖22所示--其細節(jié)在下面描述--，線#0的輸出數(shù)據(jù)，即，線-0輸出數(shù)據(jù)是數(shù)據(jù)#4。同樣地，線-1輸出數(shù)據(jù)是數(shù)據(jù)#6。
假設7，6，5，4，3，2，1，0的循環(huán)地址(數(shù)字數(shù)據(jù))按遞減次序被分配給每條節(jié)點線的交換機電路50。
為了指定目標交換機電路50，控制器串行地提供3比特地址到線#n上的地址初始化單元。三比特地址比特表示用于線-n輸出數(shù)據(jù)的供應線的線號。在本例中，給定的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)號等同于與其上存在有預期接收所談到的數(shù)據(jù)的地址初始化單元的線有關的線號。所以，線-n輸出數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)號是與用于線-n輸出數(shù)據(jù)的供應線的線號相同的。
更具體地，用于線#0的線-0輸出數(shù)據(jù)是數(shù)據(jù)#4，以及用于數(shù)據(jù)#0的供應線是線#4。所以，用于線#0的地址比特被確定為“4”。用于線#1的線-1輸出數(shù)據(jù)是數(shù)據(jù)#6，以及用于線#1的地址比特被確定為“6”。同樣地，用于線#2，#3，#4，#5，#6，和#7的地址比特分別被確定為“1”，“3”，“4”，“5”，“7”和“4”。
在本實施例中，以上述的方式被確定的線-n地址比特，在數(shù)據(jù)#n被提供到地址初始化單元之前，被串行地提供到線#n上的地址初始化單元。
在圖6上顯示的例子中，最右列的線#0被提供以在識別作為用于數(shù)據(jù)#4--即線-0輸出數(shù)據(jù)--的供應線的線#4時使用的地址比特“100”。數(shù)據(jù)#0跟隨在地址比特后面。在圖6上，這個地址比特被表示為“地址#4”。線#1被串行地提供以在識別用于數(shù)據(jù)#6--即線-1輸出數(shù)據(jù)--的供應線時使用的地址比特“110”。同樣地，線#7被串行地提供以在識別線#4時使用的地址比特“100”。線#2被串行地提供以在識別線#1時使用的地址比特“001”。線#6被串行地提供以在識別線#7時使用的地址比特“111”。線#3被串行地提供以在識別線#3時使用的地址比特“011”。線#5被串行地提供以在識別線#5時使用的地址比特“101”。線#4被串行地提供以在識別線#4時使用的地址比特“100”。地址初始化單元20(AINI-1到AINI-7)按照與其有關的線號和接收的地址比特計算指定地址。在圖6上，這些地址比特被表示為“地址#1”到“地址#6”。而且，在地址初始化單元AINI-1到AINI-7中的數(shù)字值相應于其上存在有相關的地址初始化單元的節(jié)點線的線號。
在地址比特中間的初始比特S是與LSB(最低位)同步地被提供的控制開始比特。在交換機電路50中的這個控制開始比特的輸入使得進位電路503初始化以及使得選擇器501傳送一個地址比特。
在地址比特中間的第二比特C是與主數(shù)據(jù)同步地被提供的控制比特。
在地址比特中間的第三比特是與MSB(最高位)同步地被提供的結(jié)尾比特。當結(jié)尾比特被提供時，其進位比特是1的交換機電路50變?yōu)橛糜谶M行數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪繕私粨Q機電路。
在圖6上顯示的縱橫制交換機的路徑交換單元21中的交換機電路通過第一和第二路徑互相連接。第一路徑把線#n上第m級中的交換機電路連接到線#(n-1)上第(m+1)級中的交換機電路，其中m是在1和8之間的整數(shù)，兩個端值都包括在內(nèi)(1≤m≤8)。例如，在圖6上，在線#4上第一級中的交換機電路通過第一路徑被連接到線#3上第二級中的交換機電路。對于線#0，公式n-1給出“-1”的結(jié)果，但“7”被使用于這個數(shù)值，因為公式0≤n≤7成立。因此，線#0通過第一路徑被連接到線#7。這樣，“n”的數(shù)值按…2，3，0，7，6，…進行循環(huán)。至于數(shù)值“m”，公式1≤n≤8成立，但第9(8+1＝9)級意味著，數(shù)據(jù)離開最后一級的交換機電路。所以，不像數(shù)值“n”那樣，數(shù)值“m”不進行循環(huán)。
此外，如下面描述的，在地址初始化單元20中的第一路徑和第二路徑的連接格式是使得路徑按以下次序被鏈接線#0的第一路徑，線#1的第一路徑，…線#7的第一路徑，正如從線#0的第二路徑的輸入一側(cè)看到的。所以，指定地址例如可以通過用對于線-n輸出數(shù)據(jù)的輸入的節(jié)點線的線號和對于線-n輸出數(shù)據(jù)的輸出的節(jié)點線的線號的操作而被生成。
然而，在本例中，因為指定地址是具有0到7的循環(huán)周期的數(shù)字數(shù)據(jù)的形式，地址初始化單元20進行考慮…1-＞0-＞7-＞6…等的循環(huán)周期的操作。
如上所述，從階段數(shù)據(jù)“0”到階段數(shù)據(jù)“1”的轉(zhuǎn)移一旦被實行，所有的地址比特就都流過。所以，在圖6和8到22上，階段數(shù)據(jù)保持為“0”，而同時地址比特(在本實施例中是3比特)流過路徑交換單元21中的交換機電路。另一方面，在所有的地址比特流過后才流動數(shù)據(jù)。所以，階段數(shù)據(jù)保持為1，而同時數(shù)據(jù)正在流動。
當階段數(shù)據(jù)是“1”時，每個交換機電路總是通過其第一路徑輸出端OUTa產(chǎn)生加到第一路徑輸入端INa的輸入，不管進位比特的數(shù)值。因此，保證通過第一路徑被提供到線#n上第m級中的交換機電路的數(shù)據(jù)(第一級中的交換機電路被提供以來自地址初始化單元的數(shù)據(jù))至少從第一路徑輸入端INa流到下一條線(線#(n-1))上的下一級--即，第(m+1)級--的交換機電路的第一路徑輸出端OUTa然后流到下一級的交換機電路，只要“n”是在0和7之間的整數(shù)，兩個端值都包括在內(nèi)(0≤n≤7)，以及“m“是在1和8之間的整數(shù)，兩個端值都包括在內(nèi)(1≤m≤8)。
例如，在圖6上，數(shù)據(jù)#4通過地址初始化單元AINI-4被提供到線#4上第一級中的交換機電路。在線#4上第一級中的交換機電路把數(shù)據(jù)#4通過第一路徑傳送到線#3上第二級中的交換機電路。在線#3上第二級中的交換機電路把數(shù)據(jù)#4通過第一路徑傳送到線#n上第三級中的交換機電路。同樣地，數(shù)據(jù)流到線#1上第四級中的交換機電路，線#0上第五級中的交換機電路，線#7上第六級中的交換機電路，線#6上第七級中的交換機電路，和線#7上第八級中的交換機電路。正如從上面看到的，保證數(shù)據(jù)#4通過第一路徑流到對于每條線的一個交換機電路。同樣的操作應用到其余數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)#0到#3和數(shù)據(jù)#5到#7流到對于每一條線的一個交換機電路。這是通過本縱橫制交換機的第一路徑的數(shù)據(jù)的流動。
接著，描述本縱橫制交換機的第二路徑?？v橫制交換機的第二路徑提供在同一條線的交換機電路之間的連接。這是作為例子對于圖6上線4的情形描述的。在由箭頭表示的方向上從AINI-4延伸到在圖的底部的“線#4”的目的地的粗線相應于第二路徑。所以，流過第二路徑的數(shù)據(jù)傳送到在同一個條線上第一，第二，第三，…，第八級中的交換機電路。
在本實施例中，為了產(chǎn)生數(shù)據(jù)#x作為來自線#n上第八級中的交換機電路的線-n輸出數(shù)據(jù)，進行以下的處理過程，以允許在線#n上產(chǎn)生數(shù)據(jù)#x。
首先，通過第一路徑接收數(shù)據(jù)#x的交換機電路是從在路徑交換單元21的線#n上第一到第八級中的交換機電路中規(guī)定的。后面將描述如何規(guī)定交換機電路。規(guī)定的交換機電路把通過第一路徑接收的數(shù)據(jù)#x通過第二路徑傳送到在同一條線上的下一級中的交換機電路。跟隨在規(guī)定交換機電路后面的級中的交換機電路把通過第二路徑接收的數(shù)據(jù)#x通過第二路徑傳送到下一級中的交換機電路。類似的程序過程重復進行，直至在第八級中的交換機電路通過第二路徑接收數(shù)據(jù)#x和從它產(chǎn)生接收的數(shù)據(jù)#x為止。這樣，數(shù)據(jù)#x實際上是從第八級中的交換機電路中作為線-n輸出數(shù)據(jù)產(chǎn)生的。
在本實施例中，每個交換機電路具有兩個輸出端，第一路徑輸出端OUTa和第二路徑輸出端OUTb，正如圖7上清楚地顯示的。第八級中的交換機電路只通過第二路徑輸出端OUTb產(chǎn)生數(shù)據(jù)#x。然而，對于使用輸出端OUTb和輸出端OUTb哪一個輸出端來從第八級中的交換機電路輸出數(shù)據(jù)是任意的。數(shù)據(jù)#x可以只通過第一路徑輸出端OUTa或通過兩個輸出端被產(chǎn)生。
接著，結(jié)合各條線來描述縱橫制交換機。每條線上有8個交換機電路。在這些線上的第一級中的交換機電路通過它們的各自的第一路徑接收來自互相之間的不同的數(shù)據(jù)。這被更具體地描述為數(shù)據(jù)#0到#7中的哪個數(shù)據(jù)被提供到圖6上的線#4上每個級中的交換機電路。線#4上第一級中的交換機電路通過AINI-4被提供以數(shù)據(jù)#4。在本實施例中，數(shù)據(jù)#4由第一級中的交換機電路的第一路徑輸入端INa接收。第二級中的交換機電路通過第一路徑被連接到線5上第一級中的交換機電路。所以，從線#5的地址初始化單元提供到線#5上第一級中的交換機電路的數(shù)據(jù)#5從線#5上第一級中的交換機電路通過第一路徑被發(fā)送到線#4上第二級中的交換機電路。換句話說，線#4上第二級中的交換機電路的第一路徑輸入端INa接收數(shù)據(jù)#5。同樣地，線#4上第三級中的交換機電路的第一路徑輸入端INa接收數(shù)據(jù)#6。線#4上第四、第五、第六、第七、和第八級中的交換機電路的第一路徑輸入端INa分別接收數(shù)據(jù)#7，#0，#1，#2，和#3。當集中在單條線時，由線#n上每一級中的交換機電路的第一路徑輸入端INa接收的數(shù)據(jù)是用于第一級的數(shù)據(jù)#n，用于第二級的數(shù)據(jù)#(n+1)，用于第三級的數(shù)據(jù)#(n+2)，用于第四級的數(shù)據(jù)#(n+3)，等等。然后，第m和第八級的第一路徑輸入端INa分別接收的數(shù)據(jù)#{n+(m-1)}和數(shù)據(jù)#(n+7)。應當指出，{n+(m-1)}的數(shù)值在0和7之間循環(huán)，如…，7，8，1，2，3，4，5，6，7，8，1，2…，因為如上所述，“n”是在0和7之間的整數(shù)，兩個端值都包括在內(nèi)(0≤n≤7)，以及“m”是在1和8之間的整數(shù)，兩個端值都包括在內(nèi)(1≤m≤8)。
正如從上面看到的，第m級中的交換機電路被提供以數(shù)據(jù)#{n+(m-1)}，而不管交換機電路處在哪條線上。換句話說，當數(shù)據(jù)#x被用作為用于線#n的線-n輸出數(shù)據(jù)時，公式x＝{n+(m-1)}是正確的。所以，數(shù)據(jù)#x被提供到的級的號碼“m”可以由公式m＝x-n+1給出。
例如，當數(shù)據(jù)#7是在線#6上(即，n＝6)的交換機電路中的線-6輸出數(shù)據(jù)(即，x＝7)時，數(shù)據(jù)#7被提供到的級的號數(shù)m可以通過m＝(7-9+1)＝0得到。因此，數(shù)據(jù)#7被顯示為提供到第二級中的交換機電路。同樣地，當線-6輸出數(shù)據(jù)是數(shù)據(jù)#5(即，x＝5)時，公式給出(5-6+1)＝0。然而，級的數(shù)值在1到8之間循環(huán)，這樣，第0級等同于第8級。因此，數(shù)據(jù)#7被提供到第8級中的交換機電路。在圖6上，上述的關系對于所有的線和所有的級都是正確的。
在這樣的假設下，按照本實施例的縱橫制交換機被配置成使得當階段數(shù)據(jù)是“1”時，在線#n上的交換機電路中間的，其第一路徑輸入端INa被提供以預期為線-n輸出數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)#x(數(shù)據(jù)#7相應于圖6上用于線#6的線-6輸出數(shù)據(jù)，如圖22所示，以及x＝7)的交換機電路中進位比特總是“1”，以及在其第二路徑輸入端INb被提供以數(shù)據(jù)#x的交換機電路中進位比特總是“0”。原則上，對于以上條件不成立的交換機電路，進位比特可以是“0”或“1”。在本實施例中，在以上條件不成立的交換機電路中，進位比特具有“0”的數(shù)值。
如下面描述的，本實施例借助于使用每個具有如圖7所示的結(jié)構(gòu)的交換機電路適當?shù)卮_定指定地址、階段數(shù)據(jù)、和復位輸入而得到上述的配置。通過這樣的配置，當數(shù)據(jù)#x通過所提到的交換機電路的第一路徑輸入端INa被提供到線#n上的交換機電路時，數(shù)據(jù)#x是通過其第二路徑輸出端OUTb被產(chǎn)生的，而不管由同一個交換機電路的第二路徑輸入端INb接收的數(shù)據(jù)。通過第二路徑輸出端OUTb產(chǎn)生的數(shù)據(jù)#x然后通過其第二路徑輸入端INb被提供到在同一個線上下一個級中的交換機電路。進位比特在通過第二路徑被提供以數(shù)據(jù)#x的交換機電路中具有“0”的數(shù)值，正如以上描述的，這樣，數(shù)據(jù)#x通過第二路徑輸出端OUTb被發(fā)送，然后通過在以后級中的交換機電路的第二路徑輸入端INb被發(fā)送到該交換機電路。以后級中的交換機電路把通過第二路徑接收的數(shù)據(jù)傳送到自同一個線上接著的級中的交換機電路。所以，在線“n”上第八級中的交換機電路產(chǎn)生作為線-n輸出數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)#x。
被提供到任何線上的地址初始化單元的數(shù)據(jù)可被用作為用于線#n的線-n輸出數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)#x。除了在線與數(shù)據(jù)之間作出一一對應的關系以外，同一個數(shù)據(jù)可以通過兩個或多個線被產(chǎn)生。例如，如圖22所示，數(shù)據(jù)#4可被產(chǎn)生作為用于線#4，#7，和#0的線輸出數(shù)據(jù)。
現(xiàn)在描述被使用來如上所述地適當?shù)卮_定進位比特的配置。在本實施例中，如圖7所示的交換機電路被使用來得到上述的配置，和用于確定指定地址的時間點，階段數(shù)據(jù)的技術規(guī)范，進位比特的改變，和復位信號的輸入，達到上述的配置。
在本實施例中，在對于地址引入的交點控制階段期間，階段數(shù)據(jù)是“0”，以及各個線上的地址初始化單元提供指定地址到它們的相關的交換機電路。如上所述，每次經(jīng)過一個節(jié)點(交換機電路)，指定地址被減量(減小)“1”，產(chǎn)生新的指定地址。新的指定地址被提供到下一個級中相關的交換機電路。地址初始化單元把指定地址和數(shù)據(jù)分別提供到第一級中交換機電路的第二路徑輸入端INb和第一路徑輸入端INa。當階段數(shù)據(jù)是“0”時，來自減去增量電路502的數(shù)據(jù)“c”通過第二路徑輸出端OUTb被產(chǎn)生。如上所述，當階段數(shù)據(jù)是“0”時，交換機電路發(fā)送進位比特。
下面對于其中指定地址用一個比特被給出的情形描述交換機電路的進位比特發(fā)送的操作。為了簡化起見，這里結(jié)合單個交換機電路進行說明。然而，應當看到，相同的結(jié)果可以應用于本發(fā)明的縱橫制交換機中的所有的其它交換機電路。對于其中交換機電路被提供以“0”的進位比特的情形，當交換機電路通過交換機電路的第二路徑輸入端INb接收“0”的輸入時，交換機電路通過其第二路徑輸出端OUTb產(chǎn)生“0”，以及進位比特被保持為“0”，以及當交換機電路通過其第二路徑輸入端INb接收“1”的輸入時，交換機電路通過其第二路徑輸出端OUTb產(chǎn)生“1”，以及進位比特被保持為“0”。對于其中進位比特是“1”的情形，當交換機電路通過其第二路徑輸入端INb接收“0”的輸入時，交換機電路通過其第二路徑輸出端OUTb產(chǎn)生“1”，以及進位比特保持為“1”，而當交換機電路通過其第二路徑輸入端INb接收“1”的輸入時，交換機電路通過其第二路徑輸出端OUTb產(chǎn)生“0”，以及進位比特變?yōu)椤?”。更具體地，當進位比特表示“1”時，每個交換機電路把串行接收的指定地址的比特減量一比特，而當進位比特表示“0”時，不進行減量操作。因此，每個交換機電路對于它串行接收的指定地址進行一比特減小(減量1)，減小一比特。這種配置通過從在每個交換機電路中的接收的指定地址中減去1，而允許把具有比起在剛好前一級中的相關的交換機電路中提供的指定地址小1的數(shù)值的指定地址串行輸入到給定的交換機電路。
在上述的交換機電路的操作期間，當進位比特是“0”時，進位比特保持為“0”，而不管加到第二路徑輸入端INb的輸入。另一方面，當進位比特是“1”時，進位比特只在交換機電路通過其第二路徑輸入端INb接收“0”的輸入時才保持為“1”，而在交換機電路通過其第二路徑輸入端INb接收“0”的輸入時，進位比特變?yōu)椤?”。
進位比特具有“1”的初始值，以及當被串行提供到交換機電路的指定地址的比特(在本實施例中是3個比特)的任何一個比特具有“1”的數(shù)值時，這個數(shù)值變?yōu)椤?”。一旦是“0”，則進位比特不再具有“1”的數(shù)值。
被提供到交換機電路的指定地址的數(shù)值“0”表示所提到指定地址的所有的比特具有“0”的數(shù)值。在這樣的條件下，用于所討論的交換機電路的進位比特保持為“1”。所以，對于被提供以“0”--即“000”--的指定地址的交換機電路，進位比特保持為“1”。
另一方面，提供其到交換機電路的指定地址具有不同于“0”的數(shù)值，則組成指定地址的比特的至少一個比特具有“0”的數(shù)值。在三個比特由已接收到不同于“0”的數(shù)值的指定地址的交換機電路接收以后，進位比特總是具有數(shù)值“0”。
這樣，只對于其中指定地址的所有的串行提供的比特都具有“0”的數(shù)值的交換機電路，允許進位比特具有“1”的數(shù)值。在其它交換機電路中，即使在指定地址的全部三個比特都已流過以及數(shù)據(jù)被提供以后(即，在階段數(shù)據(jù)變?yōu)椤?”以后)，進位比特仍保持為具有“0”的數(shù)值。這種配置使得有可能在數(shù)據(jù)傳送階段(階段數(shù)據(jù)＝“1”)期間，指定通過第一路徑數(shù)據(jù)被提供到的目標交換機電路，對于指定的交換機電路保持“1”的數(shù)值，以及把用于其它交換機電路的進位數(shù)值改變?yōu)椤?”。
另一方面，下面描述可被使用來在線#n上第一到第八級中的交換機電路中間，指定在數(shù)據(jù)傳送階段期間通過第一路徑(或其地址初始化單元)使數(shù)據(jù)#x提供到的目標交換機電路的這樣的配置，該數(shù)據(jù)#x是應當被使用作為線-n輸出數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)。
在線#n上的地址初始化單元對于這個指定進行計算，數(shù)據(jù)#x--線-n輸出數(shù)據(jù)--通過第一路徑被提供到在哪個級中的哪個交換機電路(第一級中的地址初始化單元)。如上所述，數(shù)據(jù)#x被提供到線#n上第(x-n+1)級中的交換機電路。此外，也如上所述，指定地址被圖7的減量電路502減量，以及然后被提供到下一級中的交換機電路。所以，指定地址在它被提供到第(x-n+1)級中的交換機電路時被減量(x-n)次。根據(jù)上述說明，在線#n上的地址初始化單元給出指定地址為(x-n)。
現(xiàn)在，說明集中到各條線上。當加到線#6的數(shù)據(jù)#6是線1-輸出數(shù)據(jù)時，n＝1和x＝6成立。所以，地址初始化單元AINI-1計算指定地址的數(shù)值為(6-1)＝5。每次在線#1上的第一、第二、第三、第四和第五級中經(jīng)過交換機電路時，指定地址被減量1。當指定地址達到第六級中的交換機電路時，在減量五次以后，指定地址具有“0”的數(shù)值。因此，在線#1上的第六級中的交換機電路被識別為目標交換機電路，數(shù)據(jù)#6(它是線-1輸出數(shù)據(jù))通過第一路徑被提供到目標交換機電路。
在線#7(n＝7)上，被提供到線#4的數(shù)據(jù)#4被使用作為線-7輸出數(shù)據(jù)。所以，(x-n)的數(shù)值可被給出為4-7＝-3。然而，地址初始化單元AINI-7按照這個縱橫制交換機的循環(huán)特性通過把“8”(循環(huán)數(shù)字值的數(shù)目)加到“-3”(相減結(jié)果)上，產(chǎn)生“5”的數(shù)值，即“101”。因此，考慮循環(huán)周期的循環(huán)結(jié)果可以借助于對于數(shù)字值“8”執(zhí)行模運算而得到。
通過例如用串行減法器串行地執(zhí)行的二進制減法，地址初始化單元可被配置成產(chǎn)生它們的各個指定地址，反映循環(huán)特性。應當指出，每個地址初始化單元可以參考它處在的線的線號。這可以通過例如把線號記錄在地址初始化單元中提供的存儲器上。
上述的階段數(shù)據(jù)也被提供到地址初始化單元。當階段數(shù)據(jù)是“0”時，地址初始化單元AINI-n實行上述的操作。另一方面，當階段數(shù)據(jù)是“1”時，地址初始化單元AINI-n把數(shù)據(jù)#n傳送到第一級中的交換機電路。
接著，描述減法的基本原理。每次在階段數(shù)據(jù)表示“0”時，減法被串行地執(zhí)行減去“1”比特。例如，上述的地址初始化單元執(zhí)行以下的處理，從相應于線-7輸出數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)號的“4”，即“100”，中減去相應于線#7的線號的“7”，即“111”。
首先，地址初始化單元AINI-n被提供以線-n輸出數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)號(在本例中，地址初始化單元AINI-7的100)的第一比特。為了簡化起見，這個輸入在這里被稱為P。另一方面，線#n上的地址初始化單元AINI-n讀出線#n的線號“n”(在以上例子中，“111”)的第一比特。由地址初始化單元讀出的比特在這里被稱為“Q”。地址初始化單元AINI-n計算公式P-Q-R，其中R代表進位比特。地址初始化單元AINI-n然后把計算結(jié)果提供到第一級中交換機電路。
然而，在這個計算中，進位比特具有“0”的缺省值。當從計算得到負的結(jié)果時，進位比特被改變?yōu)椤?”，而不管它在計算以前的狀態(tài)。從地址初始化單元AINI-n產(chǎn)生計算結(jié)果與數(shù)值“2”的和值。這保證通過每次一比特的串行輸入的計算。
圖8顯示其中控制開始比特S被提供到地址初始化單元20以啟動交點控制階段的狀態(tài)。圖9顯示其中作為串行數(shù)據(jù)(地址)的第二比特的控制比特C跟隨在最低位后面被提供到地址初始化單元20，以及最低位被提供到第一級中的交換機電路50的狀態(tài)。圖10顯示其中控制結(jié)束比特E，即串行數(shù)據(jù)(地址)的最高位，被提供到地址初始化單元20，最低位被提供到第二級中的交換機電路50以及第二比特被提供到第一級中的交換機電路50的狀態(tài)。
在全部三個比特傳送到地址初始化單元20的時刻得到的數(shù)字值表示上述的減法結(jié)果。
在圖8上，作為例子對于線#7進行說明。數(shù)值x＝4可以從作為線-7輸出數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)#4得到，而數(shù)值n＝7可以從線號7得到。地址初始化單元AINI-7被提供以由公式x＝4給出的數(shù)值4，“100”的最低位“0”。地址初始化單元AINI-7從上述的存儲器讀出數(shù)值7，“111”的最低位“1”，以及從0減去1。然后，地址初始化單元AINI-7減去進位的缺省值“0”。
減法結(jié)果是0-1＝-1。如上所述，第一級中的交換機電路被提供以通過把2加到-1的減法結(jié)果而得到的數(shù)值“1”，作為指定地址的最低位(相應于在圖8的AINI-7中的指示“0-＞1”)。雖然圖上未顯示出，按照上述的原理從進位比特具有“1”的數(shù)值，因為計算結(jié)果具有負的數(shù)值。
轉(zhuǎn)到圖9，地址初始化單元AINI-7被提供以數(shù)值x＝“100”的第二比特“0”。數(shù)值n＝“111”的第二比特“1”是從存儲器讀出的，以便用于減法。計算結(jié)果被給出為0-1-1＝-2，因為進位比特具有“1”的數(shù)值。
按照上述的原理，在第一級中的交換機電路被提供以通過把2加到減法結(jié)果而得到的數(shù)值“0”(相應于在圖9的AINI-7中的指示“0-＞0”)。
在圖10，地址初始化單元AINI-7被提供以數(shù)值x＝“100”的最高位“1”。數(shù)值n＝“111”的最高位“1”從它中被減去，然后進位比特的數(shù)值“1”也從它中被減去。計算結(jié)果被給出為1-1-1＝-1。然而，“1”的數(shù)值是根據(jù)上述的原理通過把2加到減法結(jié)果而得到的。這規(guī)定指定地址的第三比特，即，“1”(相應于在圖10的AINI-7中的指示“1-＞1”)。這些運算產(chǎn)生101(表示5)的指定地址。正如從以上看到的，通過使用進位比特，有可能提供從線-n輸出數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)號“x”中減去線號“n”的結(jié)果。
當串行數(shù)據(jù)(要被發(fā)送的數(shù)據(jù))的第四比特此后被提供到地址初始化單元時，指定地址的控制結(jié)束比特E被提供到路徑交換單元21的第一級中的交換機電路50。這個狀態(tài)顯示于圖11。
在圖11上，線#4，#5，和#3的第一級中的交換機電路50的進位比特是1。所以，如上所述，在這些線#4，#5，和#3上，在第一級中的交換機電路50變?yōu)楸恢付橛糜谶M行數(shù)據(jù)傳送的交換機電路。所以，在這些交換機電路50中，在第一路徑中流動的串行數(shù)據(jù)將被傳送到第二路徑，以及各個數(shù)據(jù)將直接傳送到同一條節(jié)點線的以后級的交換機電路50(第二路徑)，直至它們到達輸出端位置。
圖12顯示其中在線#6上的第二級中交換機電路50被指定為用于進行數(shù)據(jù)傳送的交換機電路。
然后，如圖13和圖14所示，串行數(shù)據(jù)被逐級發(fā)送，以及在圖15顯示的狀態(tài)中，在線#0上的第五級中交換機電路50被選擇為用于進行數(shù)據(jù)傳送的交換機電路。
在圖16顯示的狀態(tài)中，在線#1和線#7上的第六級中交換機電路50被指定為用于進行數(shù)據(jù)傳送的交換機電路。
而且，在圖17顯示的狀態(tài)后面，在圖18顯示的狀態(tài)中，在線#2上的最低級中交換機電路50被指定為用于進行數(shù)據(jù)傳送的交換機電路50。
因此，如果在每條節(jié)點線上各個交換機電路50的指定地址的所有的地址比特的輸入結(jié)束，則從下一個操作時序，處理流進入數(shù)據(jù)傳送階段。在短時間內(nèi)，數(shù)據(jù)按圖19到21顯示的次序傳送到交換機電路50以及從每條節(jié)點線的輸出端逐個比特地被產(chǎn)生。
圖22顯示哪個路徑被選擇來傳送這些串行比特，以及在哪個狀態(tài)下數(shù)據(jù)最終從輸出端被產(chǎn)生。
因此，在第二實施例的縱橫制交換機中，因為數(shù)據(jù)傳送階段與交點控制階段是分開的，用于數(shù)據(jù)輸出的線和用于交點控制的控制線可以被共享，在交換機電路中的線的數(shù)目可以大大地減小，以及縱橫制交換機可以小型化。
而且，進行連線以使得在節(jié)點之間的距離變?yōu)橄嗤幕驇缀跸嗤?，使得有可能此后通過經(jīng)由接口部件的多級連接而擴展縱橫制交換機的尺度。
而且，因為交點控制可以與用指令陣列的數(shù)據(jù)傳送幾乎同時地進行，在以交點控制階段的小的比值的處理的情形下可以實施更加快速的數(shù)據(jù)傳送處理。
第二實施例的縱橫制交換機實際上可以以各種各樣的模式被使用。
例如，除了諸如圖23顯示的縱橫制交換機利用的一般方式以外，圖24上顯示的多播系統(tǒng)和圖25上顯示的廣播系統(tǒng)可以用本實施例的縱橫制交換機容易地實施。
在這些圖上，由標號22表示的區(qū)域的數(shù)字值是被使用來輸入想要從這些節(jié)點線被產(chǎn)生的數(shù)據(jù)的節(jié)點線的線號，以及在路徑交換單元21中的數(shù)字值是節(jié)點線的交換機電路50的地址。在交換機電路50上寫入的數(shù)字值是這里被減量的地址。在地址初始化單元20中的數(shù)字值是指定地址，以及如上所述，是通過從想要被使用于輸出的節(jié)點線的線號中減去其中有數(shù)據(jù)流動的節(jié)點線的線號而得到的。
圖24顯示其中從由線號0表示的節(jié)點線的輸入端提供的數(shù)據(jù)同時從線#2，線#3，線#5，和線#6被產(chǎn)生，以及從由線號2表示的節(jié)點線的輸入端提供的數(shù)據(jù)從線#4和線#7被產(chǎn)生的情形。
圖25顯示其中從由線號3表示的節(jié)點線的輸入端提供的數(shù)據(jù)從線#0到線#7的所有的線同時被產(chǎn)生的情形。
因此，不單可以實施具有N個輸出對N個輸入的數(shù)據(jù)路徑交換圖案(N是自然數(shù))，而且也可以實施具有M個輸出對N個輸入的數(shù)據(jù)路徑交換圖案(N＜M)。再者，因為指定地址僅僅通過規(guī)定線號被生成，以及相應于這個指定地址的每條節(jié)點線的交換機電路50自主地進行數(shù)據(jù)傳送，交點控制可以類似于第一實施例的情形，被大大地簡化。
作為修正的例子，在路徑交換單元21中的第一路徑和第二路徑可被規(guī)定為在圖26所顯示的路徑交換單元23中。
圖26顯示涉及其中第一路徑被規(guī)定為在給定的級的交換機電路50的輸出端與在相對于剛提到的前面的交換機電路50的相鄰的列和下一個級中另一個交換機電路的輸入端之間的情形的例子。而且，第二實施例的上述的縱橫制交換機代表用于每一行的流水線操作的例子，但在圖26顯示的縱橫制交換機中，對于多個行進行流水線操作。換句話說，每條節(jié)點線的操作階段在幾個線單元中被交換，諸如階段0到階段4。
而且，在圖26顯示的配置中，當選擇的路徑達到最左端的列時，它返回到下一個級中最右端列的交換機電路50的輸入端，但它可返回到與緊接在下面的級中的右面的交換機電路相鄰的交換機電路50的輸入端。
本發(fā)明因此是對于它的兩個實施例進行描述的，然而，沒有對于本發(fā)明的范圍加上任何限制。
例如，在第一和第二實施例中，描述了其中地址和指定地址都是以遞減次序的數(shù)字數(shù)據(jù)，每次經(jīng)過一個節(jié)點時，指定地址被減量，以及當指定地址變?yōu)椤?”時進行數(shù)據(jù)傳送，也就是，其中由節(jié)點地址表示的特定的數(shù)值被間接地規(guī)定的例子。然而，也可以采用其中地址和指定地址都是以遞增次序的數(shù)字數(shù)據(jù)，當經(jīng)過一個節(jié)點時，地址表示的數(shù)值增加，以及當表示由地址表示的數(shù)值達到事先分配給該節(jié)點的固有值時，也就是，當由節(jié)點地址表示的特定的數(shù)值被直接規(guī)定時，在節(jié)點上的交換機電路50被操作以及實行數(shù)據(jù)傳送的配置。
如果當特定的數(shù)值被間接規(guī)定時得到的地址被認為是相對地址，以及當特定的數(shù)值被直接規(guī)定時得到的地址被認為是絕對地址，則在上述的縱橫制交換機的例子中，具體地，在第二實施例的縱橫制交換機的例子中，在地址初始化單元20后面的地址中，表示數(shù)據(jù)是從哪條線取得的數(shù)值必須被提供(接收)作為相對于自己的地址的相對值。所以，為了提供操作的兼容性，必須在地址初始化單元20中把相對地址轉(zhuǎn)換成絕對地址。這時，從加速處理的觀點看來，最好準備地址轉(zhuǎn)換表，它事先規(guī)定在轉(zhuǎn)換期間在相對地址與絕對地址之間的關系。
而且，按照本發(fā)明的縱橫制交換機不單可應用于選擇在緩存器1與像素流水線處理器2之間引用的數(shù)據(jù)路徑的情形下，而且也可應用于在并行計算機，ATM(異步傳輸模式)，以太網(wǎng)(商標名稱)等等中的數(shù)據(jù)傳送，在數(shù)據(jù)通信處理中數(shù)據(jù)路徑的選擇，和其它應用。
以上提供的說明清楚地表明，本發(fā)明可以提供小的成本經(jīng)濟的縱橫制交換機，而不增加線的數(shù)目以及在數(shù)據(jù)路徑的轉(zhuǎn)換處理期間，甚至在增加交換機數(shù)目時不增加交換控制的復雜性。而且，按照本發(fā)明，本發(fā)明也可以提供可適于多級流水線的縱橫制交換機。
權利要求
1.一種縱橫制交換機，包括節(jié)點控制器，被提供在多個級中互相級聯(lián)連接的多個節(jié)點的每個節(jié)點上，每個節(jié)點控制器具有輸入接口，它從前一級的節(jié)點處接收用于直接或間接規(guī)定其中存在目標節(jié)點控制器的相對位置的地址信息；交換機，確定接收的地址信息是否表示特定的數(shù)值，當確定特定的數(shù)值被表示時允許數(shù)據(jù)輸出到預定的數(shù)據(jù)輸出線，以及生成其中接收的地址信息按照預定的法則進行改變的新的地址信息；以及輸出接口，用于提供新的地址信息到以后級中的節(jié)點。
2.如權利要求1中所述的縱橫制交換機，其中地址信息是循環(huán)數(shù)字數(shù)據(jù)，輸出接口通過在同一個改變方向上增加或減小數(shù)字數(shù)據(jù)預定的數(shù)值而生成新的地址信息。
3.如權利要求2中所述的縱橫制交換機，其中地址信息是包括開始比特和結(jié)尾比特的串行數(shù)據(jù)。
4.如權利要求1中所述的縱橫制交換機，其中縱橫制交換機包括多條節(jié)點線，每條節(jié)點線具有多個級的節(jié)點，在每條節(jié)點線上的節(jié)點控制器與在其它節(jié)點線上的節(jié)點控制器異步地操作。
5.如權利要求1中所述的縱橫制交換機，其中縱橫制交換機包括多條節(jié)點線，每條節(jié)點線具有多個級的節(jié)點，在每條節(jié)點線上的節(jié)點控制器以與在其它節(jié)點線上的節(jié)點控制器，至少與其并行操作的那些節(jié)點控制器相同的時鐘時序操作。
6.如權利要求1中所述的縱橫制交換機，其中多個級的每個節(jié)點是與預定的數(shù)據(jù)存儲器的輸出地址一一對應的，每個節(jié)點控制器的交換機在其操作期間把從數(shù)據(jù)存儲器接收的數(shù)據(jù)經(jīng)由與相應的節(jié)點有關的輸出地址提供到數(shù)據(jù)輸出線。
7.如權利要求5中所述的縱橫制交換機，其中建立第一路徑和第二路徑，第一路徑用于把來自前一級的節(jié)點的數(shù)據(jù)提供到在每條節(jié)點線上的各個節(jié)點控制器以及用于把數(shù)據(jù)提供到在其它的節(jié)點線的以后級的節(jié)點，第二路徑用于提供來自前一級的節(jié)點的地址信息以及用于把新的地址信息提供到在同一條節(jié)點線的以后級的節(jié)點。
8.如權利要求7中所述的縱橫制交換機，其中節(jié)點控制器被排列成在多條節(jié)點線上的行-列矩陣，第二路徑被規(guī)定為在每條節(jié)點線的列方向上，第一路徑被規(guī)定為在前一級的節(jié)點控制器的輸出端與相對于這個節(jié)點控制器下一個級中以及在不同的列中存在的節(jié)點控制器的輸入端之間。
9.如權利要求8中所述的縱橫制交換機，其中在每個節(jié)點控制器中第一路徑和第二路徑具有相同的或幾乎相同的節(jié)點長度。
10.如權利要求8中所述的縱橫制交換機，其中被安排在同一個行方向上的至少所有的節(jié)點控制器按照確定同一個操作時序的時鐘信號被操作。
11.如權利要求8中所述的縱橫制交換機，其中第一路徑被規(guī)定為在前一級的節(jié)點控制器的輸出端與相對于這個節(jié)點控制器下一個級中以及在相鄰的列中存在的節(jié)點控制器的輸入端之間。
12.如權利要求8中所述的縱橫制交換機，其中整個第一路徑或第一路徑的一部分被規(guī)定為在前一級的節(jié)點控制器的輸出端與相對于這個節(jié)點控制器下一個級中以及在由來自這個節(jié)點控制器的多個列分開的位置中存在的節(jié)點控制器的輸入端之間。
13.如權利要求12中所述的縱橫制交換機，其中與在列方向上位于最末端位置的節(jié)點控制器有關的第一路徑被規(guī)定為在各個節(jié)點控制器的輸出端與位于在下一個級中相鄰的位置的節(jié)點控制器的輸入端之間。
14.如權利要求8中所述的縱橫制交換機，其中地址信息生成裝置被提供在多條節(jié)點線的每個輸入端處，地址信息生成裝置用來根據(jù)在識別其上存在有地址信息生成裝置的節(jié)點線時使用的第一線識別數(shù)據(jù)和在識別打算用來接收從在其上存在有地址信息生成裝置的線上的上一級的一個節(jié)點中的交換機提供的數(shù)據(jù)的節(jié)點線時使用的第二線識別數(shù)據(jù)來生成地址信息。
15.如權利要求8中所述的縱橫制交換機，被容納在可被安裝在計算機上的封裝中，其中接口部件被提供在用于連接用來保持要被提供到所討論的輸入端的數(shù)據(jù)的第一設備的多條節(jié)點線的輸入端處，以及不同的接口部件被提供在用于連接具有與節(jié)點線一一對應的操作流水線的第二設備的多條節(jié)點線的輸出端處。
16.如權利要求8中所述的縱橫制交換機，被容納在可被安裝在計算機上的封裝中，其中接口部件被提供來用于連接所述多條節(jié)點線的輸入端和/或輸出端到同一個配置的不同的縱橫制交換機的多條節(jié)點線。
17.一種用于操作控制縱橫制交換機的方法，縱橫制交換機包括在多個級中互相級聯(lián)的節(jié)點和要產(chǎn)生的接收數(shù)據(jù)借以流動的多條節(jié)點線，每個節(jié)點具有節(jié)點控制器，方法包括以下步驟從其上要產(chǎn)生數(shù)據(jù)的節(jié)點線的識別信息和代表要被啟動的節(jié)點控制器的相對位置的信息生成地址信息和把這個地址信息提供到目標節(jié)點線上初始級的節(jié)點；以及由在地址信息被提供到的節(jié)點線的每個節(jié)點中存在的各個節(jié)點控制器確定接收的地址信息是否代表特定的數(shù)值；當確定代表特定的數(shù)值時產(chǎn)生呈現(xiàn)在相應的節(jié)點線上的數(shù)據(jù)和通過改變接收的地址信息一個預定的數(shù)值而生成新的地址信息；以及把這個新的地址信息提供到以后級的節(jié)點。
18.一種用于操作控制縱橫制交換機的程序，縱橫制交換機包括在多個級中互相級聯(lián)的節(jié)點和要產(chǎn)生的接收數(shù)據(jù)借以流動的多條節(jié)點線，每個節(jié)點具有節(jié)點控制器，其上安裝有縱橫制交換機的計算機執(zhí)行該程序以使得每個節(jié)點控制器進行(1)接收用于直接或間接規(guī)定其中存在目標節(jié)點控制器的相對位置的地址信息；(2)確定接收的地址信息是否表示特定的數(shù)值和當確定表示特定的數(shù)值時產(chǎn)生呈現(xiàn)在各個的節(jié)點線上的數(shù)據(jù)；以及(3)通過把接收的地址信息改變預定的數(shù)值而生成新的地址信息和把這個新的地址信息提供到以后級的節(jié)點。
全文摘要
提供了小的成本經(jīng)濟的縱橫制交換機。交換機電路被布置在多個級中的互相級聯(lián)連接的多個節(jié)點的每個節(jié)點上。每個交換機電路從前一級的節(jié)點處接收用于直接或間接規(guī)定其中存在目標交換機電路的相對位置的指定地址，確定指定地址是否表示特定的數(shù)值“O”。當確定表示特定的數(shù)值時，每個交換機電路允許數(shù)據(jù)輸出到節(jié)點－輸出線，把接收的指定地址減量1以生成新的指定地址，以及把這個新的指定地址提供到以后級的節(jié)點。
文檔編號G06F15/173GK1777878SQ20048000190
公開日2006年5月24日 申請日期2004年3月16日 優(yōu)先權日2003年3月24日
發(fā)明者直井純一, 大戶友博 申請人:索尼計算機娛樂公司